電力電子器件——電氣工程講壇(編輯修改稿)
2024-10-08 21:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 二極管所能承受最大的連續(xù)一個(gè)或幾個(gè)工頻周期的過(guò)電流 。 19/89 半控器件 — 晶閘管 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 晶閘管的基本特性 晶閘管的主要參數(shù) （ 略 ） 120 半控器件 — 晶閘管 引言 1956年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶閘管 。 1957年美國(guó)通用電氣公司開(kāi)發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品 。 1958年商業(yè)化 。 開(kāi)辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時(shí)代 。 20世紀(jì) 80年代以來(lái) ， 開(kāi)始被全控型器件取代 。 能承受的電壓和電流容量最高 ， 工作可靠 ， 在大容量的場(chǎng)合具有重要地位 。 121 晶閘管 （ Thyristor） ：晶體閘流管 ， 可控硅整流器 （ Silicon Controlled Rectifier—— SCR） 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 外形有 螺栓型 和 平板型 兩種封裝 。 有三個(gè)聯(lián)接端 。 螺栓型封裝 ， 通常螺栓是其陽(yáng)極 ， 能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便 。 平板型晶閘管可由兩個(gè)散熱器將其夾在中間 。 122 圖 16 晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào) a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號(hào) AAGGKKb) c)a)AGKKGAP1N1P2N2J1J2J3 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 常用 晶閘管的結(jié)構(gòu) 123 螺栓型晶閘管 晶閘管模塊 平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu) 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 式中 ?1和 ?2分別是晶體管 V1和 V2的共基極電流增益； ICBO1和 ICBO2分別是 V1和 V2的共基極漏電流。由以上式可得 ： 124 圖 17 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 工作原理 按 晶體管的工作原理 ，得： 111 C B OAc III ?? ?222 C B OKc III ?? ?GAK III ??21 ccA III ??（ 12） （ 11） （ 13） （ 14） )(1 21C B O 2C B O 1G2A ???????? IIII （ 15） 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 在低發(fā)射極電流下 ? 是很小的，而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來(lái)之后， ? 迅速增大。 阻斷狀態(tài) ： IG=0， ?1+?2很小 。 流過(guò)晶閘管的漏電流稍大于兩個(gè)晶體管漏電流之和 。 開(kāi)通狀態(tài) ： 注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致 ?1+?2趨近于 1的話 ， 流過(guò)晶閘管 的電流 IA， 將趨近于無(wú)窮大 ， 實(shí)現(xiàn)飽和導(dǎo)通 。 IA實(shí)際由外電路 決定 。 125 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 陽(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng) 陽(yáng)極電壓上升率 du/dt過(guò)高 結(jié)溫較高 光觸發(fā) 光觸發(fā)可以保證控制電路與主電路之間的良好絕緣而應(yīng)用于高壓電力設(shè)備中 ， 稱為 光控晶閘管 （ Light Triggered Thyristor—— LTT） 。 只有門(mén)極觸發(fā)是最精確 、 迅速而可靠的控制手段 。 126 其他幾種可能導(dǎo)通的情況 ： 晶閘管的基本特性 承受反向電壓時(shí) ， 不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流 ，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通 。 承受正向電壓時(shí) ， 僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通 。 晶閘管一旦導(dǎo)通 ， 門(mén)極就失去控制作用 。 要使晶閘管關(guān)斷 ， 只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下 。 127 晶閘管正常工作時(shí)的特性總結(jié)如下： 晶閘管的基本特性 （ 1） 正向特性 IG=0時(shí)，器件兩端施加正向電壓，只有很小的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)。 正向電壓超過(guò)正向轉(zhuǎn)折電壓 Ubo，則漏電流急劇增大，器件開(kāi)通。 隨著門(mén)極電流幅值的增大 ，正向轉(zhuǎn)折電壓降低 。 晶閘管本身的壓降很小 ，在 1V左右 。 128 正向 導(dǎo)通 雪崩 擊穿 O + U A U A I A I A I H I G2 I G1
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